AVALIAÇÃO DE SISTEMA DE ILUMINAÇÃO DE
UMA EMPRESA VISANDO ECONOMIA DE
ENERGIA E EFICIÊNCIA LUMINOTÉCNICA
José Francisco Rodrigues (1); Renato Crivellari Creppe
(1); José Alfredo Covolan Ulson (1); Luiz Gonzaga
Campos Porto (1); Rodrigo Alessandro Godoy (2)
(1) Profs. Drs. do Departamento de Engenharia
Elétrica–FEB/UNESP/Bauru; [email protected]
(2) Engenheiro Eletricista
Resumo
Em uma linha de produção um projeto eficiente de sistema
de iluminação pode proporcionar aos funcionários de uma
empresa um trabalho com maior segurança, agilidade e
conforto evitando dessa forma perdas de produtividade por
condições inadequadas do nível de iluminação, acidentes de
trabalho e custos adicionais à empresa para reparar falhas
não previstas no projeto original. Este artigo descreve a
importância de se analisar e avaliar periodicamente os
sistemas de iluminação já instalados nas linhas de produção
industrial visando o nível adequado de iluminância do
ambiente a fim de proporcionar para a empresa a garantia de
ergonomia do trabalho, prezando pela segurança e ainda
certificando-se que não haverá perdas de produtividade em
função de deficiências da iluminação. As medidas “in loco”,
as coletas dos dados do sistema de iluminação atual e os
cálculos efetuados foram essenciais para constatar o nível
inadequado de iluminância, demonstrando a importância de
se investir no emprego de novos equipamentos e tecnologias
relacionadas com a área de iluminação. Também ficou
garantida a redução do consumo de energia elétrica com o
investimento a ser realizado preservando ainda a ergonomia
do local de trabalho em termos de iluminação adequada para
a eficiência das atividades desenvolvidas.
Introdução
Vários fatores influenciam a lucratividade de uma empresa e
entre eles podem-se citar dois que serão abordados neste
artigo: produtividade e redução de custos. Dentro do quesito
produtividade enfatiza-se principalmente a questão
associada ao tema deficiência de iluminação. Já em relação
à redução de custos o assunto fica por conta do consumo de
energia. Focando uma linha de produção, um projeto
eficiente de sistema de iluminação pode proporcionar aos
funcionários de uma empresa trabalho com maior segurança,
agilidade e conforto evitando dessa forma perdas de
produtividade por condições inadequadas do nível de
iluminação, acidentes de trabalho e custos adicionais à
empresa para reparar falhas não previstas no projeto inicial.
Do ponto de vista de eficiência energética, várias formas
podem ser usadas para se reduzir o consumo de energia em
uma empresa, tais como: mudança do tipo de estrutura
tarifária, aumento do fator de potência, a conscientização
dos funcionários quanto à forma de uso e ao consumo de
energia elétrica e mudanças nos sistemas de iluminação.
Materiais e Métodos
O artigo tem como objetivo identificar e apresentar
potenciais de melhorias de um atual sistema de iluminação
em uma linha de montagem com base nos dados obtidos “in
loco”. Quando se propõe estudos envolvendo sistemas de
iluminação vários conceitos inseridos nessa área exigem um
tratamento detalhado, conforme mencionam ABNT (1992)
[1], GUERRINI (2007) [4], OSRAM (2006) [7] e PHILIPS
(2008) [8]. Desta forma, buscou-se identificar nos ambientes
analisados a quantidade e qualidade da iluminação
requerida, a iluminância, ofuscamento, distribuição das
luminárias, temperatura de cor da fonte de luz, utilização da
iluminação natural, tipos de lâmpadas, reatores e luminárias,
curvas fotométricas, para finalmente culminar com a
execução dos projetos de iluminação desses ambientes
fazendo uso do método dos lumens, conforme descreve
GUERRINI (2007). Foi analisado o projeto do sistema de
iluminação atual de uma linha de produção de motores em
funcionamento para posterior comparação com novas
propostas de projetos e para tanto se fez uso de novas
tecnologias existentes em lâmpadas, reatores e luminárias
que são apresentados por DEMAPE (2007) [3], GE
ILUMINAÇÃO (2002) [5], ITAIM ILUMINAÇÃO (2008)
[6], OSRAM. (2006) [7] e PHILIPS (2008) [8]. Foi
escolhido um estudo de caso devido suas várias aplicações
oferecendo oportunidade para que aspectos de um problema
sejam estudados em profundidade dentro de um período de
tempo limitado.
Resultados e Discussão
O sistema atual de iluminação, na verificação “in loco”, é
composto de 94 luminárias pendentes do tipo iluminação
direta, sem refletor com 4 lâmpadas por luminária. O reator
é do tipo eletrônico de partida instantânea com alto fator de
potência e as lâmpadas são do tipo T8 de 32W de potência
cada, com diâmetro de 26mm e eficiência luminosa de 84,4
lúmens/W. Essa configuração demanda uma energia de
aproximadamente 12.318 kWh/mês e custos operacionais
(CO) da ordem R$ 2.260,55/mês. O nível médio de
iluminância medido junto à linha de produção foi da ordem
de 480 lux, seguindo a ABNT (1985) [2]. Para tal tarefa foi
utilizado um luxímetro digital marca Hagner modelo EC1
com precisão de ± 3% da leitura e ± 5 dígitos. De acordo
com a ABNT (1992) [1], o nível de iluminância para uma
linha de produção desse tipo deve estar compreendido entre
500 e 1000 lux dependendo dos fatores determinantes para o
nível de iluminância adequado, cujo valor final adotou-se
750 lux verificando-se desta forma que o projeto atual não
está adequado às necessidades mínimas. O desconforto
visual proporcionado pela baixa iluminância afeta a
segurança dos funcionários após horas de trabalho
prejudicando a sua produtividade. Uma nova proposta foi
elaborada a fim de atender ao nível de iluminância que irá
garantir acima de tudo a questão da ergonomia dos postos de
trabalho e mais intrinsecamente a segurança dos
funcionários que ali desempenham suas atividades laborais e
a redução do consumo de energia atual, buscando
obviamente, economia nos custos operacionais de
iluminação. Foi realizada uma investigação comercial para
identificar os componentes que poderiam substituir o atual
projeto de iluminação a fim de atender o nível correto de
iluminância com conseqüente redução do consumo de
energia, resultando na utilização de lâmpadas fluorescentes
tubulares TL5 de 28W de potência cada, com diâmetro de
16 mm e eficiência luminosa de 103,6 lúmens/W. Sua
tonalidade de cor também é superior a atual o que pode
proporcionar um estímulo maior da atividade laboral
levando a uma tendência de melhor produtividade. A Figura
01 ilustrada a luminária escolhida.
Figura 01: Luminária Escolhida
As características do reator empregado no novo projeto
devem ser equivalentes ao usado atualmente e a potência do
mesmo compatível com a potência das novas lâmpadas.
Neste artigo adotou-se o “Método dos Lúmens” para os
cálculos de iluminação, conforme demonstra GUERRINI
(2007). Após a utilização dos dados no método dos lumens,
foi possível obter-se ao final dos cálculos 262 lâmpadas, ou
seja, no mínimo, 131 luminárias, uma vez que cada
luminária possui duas lâmpadas. Foi necessário também
realizar a distribuição das luminárias no local, cujo resultado
culminou para a melhor distribuição em 135 luminárias com
uma proposta de combinação de “27 x 5”. Estimou-se o
consumo mensal de energia levando-se em conta que a
empresa trabalha em média 672 h/mês e o custo do kWh
para a mesma será de R$ 0,17. A Tabela 01 compara a
eficiência do sistema atual e do novo.
Tabela 01: Comparativo de Consumos e Gastos
Características de Consumo de Energia
Iluminância Alcançada (lux)
Potência Total Instalada (kW)
Potência Nominal da Lâmpada (W)
Potência Total das Lâmpadas (W)
Potência Nominal Cj.Acessórios (W)
Potência Total Cj. Acessórios (W)
Densidade da Potência (W/m²)
Densid. Potência Relativa (W/m²)/100 lux
Custo Médio da Energia Elétrica (kW/h)
Na ponta (kW/h)
Fora da ponta (kW/h)
Custos do Consumo Mensal de Energia
Sistema Atual Novo Sistema
480
816
18,33
12,02
32
28
12032
7560
67
33
6298
4455
19,09
12,52
3,98
1,53
0,17
0,17
0,26
0,26
0,16
0,16
2134,47
1399,11
Fonte: Cálculos efetuados no projeto
Quando se realiza uma análise comparativa de dois sistemas
de iluminação, para se estabelecer qual deles é o mais
rentável, levam-se em consideração tanto os custos de
investimento (CI) quanto operacional (CO). Uma análise da
rentabilidade é um fator importante no momento da escolha
e aprovação de um projeto. Logo é vital mostrar quanto será
necessário investir, quanto vai custar para mantê-lo, em
quanto tempo será retornado esse investimento e os custos
com a manutenção do mesmo. Para saber o quanto é
necessário investir, deve-se considerar todos os
equipamentos a serem adquiridos mais o custo do projeto.
Para tal concluiu-se que o custo de investimento será de R$
= 17.077,50. Agora, para a estimativa do custo operacional
deve-se considerar o custo do consumo mensal de energia,
neste caso, igual R$ 1.399,11, observado na Tabela 01 e o
custo médio mensal de reposição de lâmpadas, que será
igual a R$ 244,94. Logo, o custo operacional total (CO) será
de R$ 1.644,05/mês. Desta forma, houve em relação ao
projeto atual há uma economia mensal de R$ 616,50. Com
base nos valores acima apresentado pode-se verificar o
tempo de retorno do investimento através de um payback
simples (PB), que resultou em PB =. [(R$ 17.077,50/R$
616,50)]/12 ≈ 2,3 anos. Após o retorno do investimento a
empresa passa a economizar com custos operacionais em
torno de R$ 7.400,00 por ano.
Conclusões
A busca de dados e as medições realizadas nos locais do
atual sistema de iluminação foram essenciais para a
constatação do nível inadequado de iluminância. Através
dos cálculos realizados e apresentados anteriormente fica
comprovada a necessidade de se realizar periodicamente
uma investigação detalhada dos sistemas de iluminação
fazendo uso de modernos componentes e alta tecnologia,
além de se constatar efetivamente a deficiência de projetos
antigos que não garantem um nível de iluminância acima do
mínimo recomendado pela Associação Brasileira de Normas
Técnicas, demonstrando a importância de se investir no
emprego de novos equipamentos e tecnologias relacionadas
com a área de iluminação. Também está garantida a redução
do consumo de energia com o investimento a ser realizado
preservando também a ergonomia do local de trabalho em
termos de iluminação adequada para a eficiência das
atividades desenvolvidas bem como assegurando que perdas
de produtividade e qualidade dos produtos não venham a
ocorrer em função de baixos valores de iluminância. É
importante frisar que o cálculo dos custos operacionais teve
como base a tarifa de energia vigente. A principal
importância da aplicação de uma nova avaliação nos
sistemas de iluminação na linha de montagem de uma
empresa foi comprovar efetivamente a melhora na qualidade
de iluminação seguindo os padrões atualizados e
estabelecidos pela ABNT bem como mostrar a necessidade
de utilização da energia elétrica de forma racional evitandose desperdícios e a economia da mesma.
Referências Bibliográficas
[1] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS
TÉCNICAS - ABNT (1992). 13p. NBR 5413: Iluminância
de interiores. Rio de Janeiro.
[2] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS
TÉCNICAS - ABNT (1985). 4p. NBR 5382: Verificação de
iluminação de interiores. Rio de Janeiro.
[3] DEMAPE. (2007). Reatores para iluminação. São Paulo
[4] GUERRINI, Délio Pereira. (2007). Iluminação – Teoria
e Projetos. São Paulo: Érica.
[5] GE ILUMINAÇÃO (2002). Guia de Consulta Técnica.
Rio de Janeiro.
[6] ITAIM ILUMINAÇÃO (2008). Guia de Referência
2008. São Paulo.
[7] OSRAM. (2006). Manual Luminotécnico Prático. São
Paulo.
[8] PHILIPS (2008). Catálogo Geral Luminárias 2008. São
Paulo.